Quão bom é o meu design xtal no meu pcb?


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Estou projetando um quadro para um projeto escolar usando a águia. Eu pensei que poderia usar o relógio de bordo do PIC18, já que ele não está funcionando muito (principalmente apenas LEDs), mas uma de suas tarefas é a comunicação RS232, e eu (apenas) aprendi que o dispositivo de bordo não é suficientemente preciso para qualquer tipo de comunicação. Como o link RS232 é crucial, preciso que ele funcione. Então, eu tive a tarefa de colocar um xtal e duas tampas no meu PCB já lotado. Aqui está o meu resultado às 3h desta manhã:

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Tenho certeza de que fiz um designer de conselho experiente suar um pouco. O grande traço brilhante é o chão. Eu acho que é o melhor que eu poderia fazer, considerando que não havia absolutamente nenhum espaço para mover o PIC ou as duas fichas principais, e muito pouco espaço para mover a parte inferior. A placa será fresada em CNC, então não posso ir com menos de 16mil de largura / 16 mil de espaçamento. Reorganizei o que pude para garantir que o OSC1 e o OSC2 não tivessem vias. As tampas são pequenas cerâmicas ~ 20pf, usei apenas as peças cilíndricas para o espaçamento das pastilhas.

(Além disso, o azul é a camada inferior, o vermelho é a parte superior; tudo precisa passar pelo orifício e conectar-se na parte inferior)

Eu pretendo rodar o chip em 4.9152MHz. Se por qualquer motivo insondável não for velocidade suficiente, eu gostaria da opção de 7.2MHz. Eu sei que a velocidade afeta o design.

Qualquer conselho seria apreciado. Provavelmente vou girar as tampas para que o traço até o xtal seja mais curto. Não vejo nenhuma maneira possível de ter um 'anel de aterramento' sugerido, pois não há espaço.

EDIT: Aqui está um design atualizado. Troquei as tampas com uma pegada melhor (ainda em cerâmica) e o microcontrolador se conecta ao plano de aterramento em apenas um ponto. As linhas tracejadas mostram onde vou colocar meu anel de guarda (os pinos 1 e 20 do TPIC são N / C):

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Edit 3: Traços mais gordos, melhor blindagem, acho que isso é o melhor possível:

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pergunta quase duplicada: electronics.stackexchange.com/questions/41693/… Embora a pergunta anterior seja sobre um layout SMT, os mesmos princípios básicos se aplicam.
The Photon

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Este é ainda mais próximo da sua situação: electronics.stackexchange.com/questions/39136/…
The Photon

Você não especifica sua velocidade RS232, mas em muitas velocidades o cristal interno é adequado para comunicação assíncrona.
Kenny

O RS232 terá 9600 bauds no máximo. Se isso acontecer, eu não preciso, então posso deixá-lo impopulado. Dessa forma, não precisarei refazer a placa, basta inserir os componentes e voltar ao funcionamento. Vi o link do Photon e foi muito útil no plano de terra.
BB ON

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@kenny Muitas pessoas acreditam nisso, mas está errado. O erro percentual que um UART pode tolerar é independente da taxa de transmissão em uso.
Dave Tweed

Respostas:


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Vejo alguns problemas com seu design:

  1. Uma das tampas está tocando fisicamente o cristal. Afaste-se um pouco

  2. Mova o cristal para cima para que fique o mais próximo possível do PIC18.

  3. Abra espaço para o anel de guarda. Pelo pouco que vejo na imagem, você provavelmente pode mover algumas coisas para aproximá-lo.

  4. certifique-se de aterrar a caixa de cristal mecanicamente (não a solde à força)

  5. Troque os capacitores do cristal para cerâmica. Isso os tornará menores e não há sentido em eletrolítico aqui.

A realidade é que, mesmo em seu estado atual, o circuito funcionará. Portanto, não se trata de saber se funcionará, mas se você obterá o melhor desempenho, o relógio mais limpo, a EMI mais baixa etc.

A seguir, é apresentada uma observação sobre como obter os melhores cristais de layout:

AVR186: Melhores práticas para o layout de PCB dos osciladores


Em relação aos pontos 1 e 5, os capacitores eram sempre cerâmicos, apenas usei uma pegada eletrolítica na águia por causa do espaçamento das pastilhas. Encontrei uma parte melhor e substituí-a por isso. Não sei como aterrar o cristal, a menos que tenha uma camada de terra na camada superior ... está correto?
BB ON

Você precisa construir um anel de proteção em torno do cristal a partir do pino GND da PCB. Aterrar o caso não vai fazer ou quebrar você. Basta colocar um traço que não esteja coberto de máscara de solda sob o estojo para que ele entre em contato mecanicamente com o próprio estojo e tenha cuidado ao soldar para que entre em contato.
Gustavo Litovsky

Na sua segunda foto, você ainda não colocou o cristal o mais próximo possível do microcontrolador. Isso funcionará, mas não é o melhor design. Ainda assim, seus requisitos podem ser bons o suficiente.
Gustavo Litovsky

É o mais perto que consigo. Não há espaço entre os chips para o xtal, bonés, anel de proteção e uma linha de aterramento a 16mil. Melhor aterramento e proteção contra EMF parecem mais importantes do que frações de uma polegada mais próximas.
BB ON

Estar mais próximo proporciona melhor aterramento e proteção contra EMF: D No entanto, se isso é tudo o que você pode fazer, é tudo o que você pode fazer. Não faz sentido espremer uma laranja seca para o suco.
Gustavo Litovsky
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